KR101891196B1 - Gas detector And Operating method using the same - Google Patents
Gas detector And Operating method using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101891196B1 KR101891196B1 KR1020160176741A KR20160176741A KR101891196B1 KR 101891196 B1 KR101891196 B1 KR 101891196B1 KR 1020160176741 A KR1020160176741 A KR 1020160176741A KR 20160176741 A KR20160176741 A KR 20160176741A KR 101891196 B1 KR101891196 B1 KR 101891196B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- gas
- detecting
- temperature
- container
- detection
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B7/00—Blast furnaces
- C21B7/24—Test rods or other checking devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
- F27B1/10—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
- F27B1/28—Arrangements of monitoring devices, of indicators, of alarm devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D21/00—Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
- F27D21/0014—Devices for monitoring temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D21/00—Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
- F27D21/04—Arrangements of indicators or alarms
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D21/00—Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
- F27D2021/0007—Monitoring the pressure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Abstract
본 발명은, 처리물 용기를 관통하여 장착되는 통체, 통체를 관통하여 장착되고 처리물 용기의 반경방향으로 서로 이격되며 적어도 일부가 노출되는 복수의 검출관, 각각의 검출관 내부에 설치되어 각각의 검출관을 흐르는 가스의 온도를 검출 가능한 제1검출기, 각각의 검출관 내부에 연통하고 각각의 검출관을 흐르는 가스의 압력 및 성분 중 적어도 하나를 검출 가능한 제2검출기를 포함하는 가스 검출 장치 및 용기 내에 처리물을 마련하는 과정, 용기의 반경방향으로 복수의 위치에서 가스의 온도, 압력 및 성분을 검출하는 과정, 검출된 가스의 온도, 압력 및 성분을 이용하여 가스의 열량 및 이용률을 산출하는 과정, 산출된 가스의 열량 및 이용률을 이용하여 처리물의 위치별 장입 조건을 결정하는 과정을 포함하는 조업 방법으로서, 처리물 공정이 수행되는 중에 처리물 용기의 분위기를 하나의 장치로 다양하게 검출할 수 있는 가스 검출 장치 및 이를 이용한 조업 방법이 제시된다.The present invention relates to a water treatment apparatus comprising a cylinder to be mounted through a treatment container, a plurality of detection tubes mounted through the tubular body and spaced apart from each other in a radial direction of the treatment vessel and exposed at least partially, A first detector capable of detecting the temperature of the gas flowing through the detection tube, and a second detector communicating with the inside of each detection tube and capable of detecting at least one of the pressure and the component of the gas flowing through each detection tube, A process of detecting the temperature, the pressure and the component of the gas at a plurality of positions in the radial direction of the container, the process of calculating the calorie and the utilization rate of the gas using the temperature, the pressure and the component of the detected gas And determining a charging condition for each position of the treated material by using the calorie and the utilization rate of the calculated gas, A gas detection device capable of variously detecting the atmosphere of the treatment container during the process by a single device, and a method of operating using the same.
Description
본 발명은 가스 검출 장치 및 조업 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 처리물 공정이 수행되는 중에 처리물 용기의 분위기를 하나의 장치로 다양하게 검출할 수 있는 가스 검출 장치 및 이를 이용한 조업 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a gas detection apparatus and a method of operating the same, and more particularly, to a gas detection apparatus capable of variously detecting the atmosphere of a treated water container by a single apparatus while a process water process is being performed, .
고로 장입물은 용선 제조를 위한 고로 공정 시 고로의 내부에 장입되는 철광석, 소결광 및 코크스 등을 포함한다. 고로는 고로 장입물을 장입받은 후, 이에 열풍을 불어넣으면서 용융시켜 용선을 제조한다.The blast furnace charge includes iron ore, sintered ore and coke which are charged into the blast furnace during the blast furnace process for the production of iron ore. The blast furnace is charged with the blast furnace charge, then melts it while blowing hot air to produce blast furnace wire.
고로 공정의 효율을 높이기 위하여, 고로의 반경방향으로 이격된 각 위치에서 고로 내부의 온도 변화를 측정한 후, 이를 기반으로 고로의 반경방향으로 고로 내부의 가스량 분포를 유추하여 고로의 반경방향으로 고로 장입물의 분포를 조정한다. 예컨대 온도가 상대적으로 높은 위치에 가스의 흐름이 집중되는 것으로 유추하여 고로 장입물의 분포를 조정한다.In order to increase the efficiency of the blast furnace process, the temperature change inside the blast furnace is measured at each position spaced apart in the radial direction of the blast furnace, and the distribution of the gas in the blast furnace is derived from the radial direction of the blast furnace, Adjust the distribution of charges. For example, the distribution of the charge of the blast furnace is adjusted by analogy with the concentration of the gas flow at a relatively high temperature.
한편, 고로 공정이 수행되는 동안 융착대(고로 장입물의 철 성분이 용융되는 고로 내부의 소정 영역, 일정한 온도를 가짐)의 위치가 일정해야 상기 방식으로 고로 내부의 가스량 분포를 유추할 수 있다. 그러나 고로 공정이 수행되면 융착대의 위치 및 형상이 수시로 변하며 융착대를 통과하는 가스의 유량이 달라지기 때문에, 고로 내부의 각 위치에서 측정한 온도값이 고로 내부의 가스량 분포를 보장하지 못한다. 즉, 상기 방식으로는 고로 내부의 가스량 분포를 정확하게 유추할 수 없다.On the other hand, during the blast furnace process, the position of the fusion zone (the predetermined region inside the blast furnace where the iron component of the blast furnace material is melted, has a constant temperature) is constant, so that the gas amount distribution in the blast furnace can be inferred in the above manner. However, when the blast furnace process is performed, the position and shape of the fusebands change from time to time, and the flow rate of the gas passing through the fusebox varies. Therefore, the temperature value measured at each position in the blast furnace can not guarantee the gas amount distribution inside the blast furnace. That is, the above-mentioned method can not accurately deduce the gas amount distribution inside the blast furnace.
또한, 고로 공정의 효율을 높이기 위한 방식에는 고로 내부의 가스가 모여서 배출되는 일 지점의 가스를 샘플링한 후 그 결과를 기반으로 고로 장입물 전체에 대한 가스 이용률을 산출하여 고로 장입물의 분포 조정에 대한 효율성을 평가하는 방식이 있다.In addition, a method for increasing the efficiency of the blast furnace process is to sample the gas at one point where the gases in the blast furnace are discharged and then calculate the gas utilization rate of the blast furnace charge based on the result, There is a way to evaluate efficiency.
예컨대 장입물 분포 변화등 조업 조치에 따른 조업 효율 변화에 대한 결과를 평가하기 위해서 고로의 노정 상부에 하나의 가스 성분 분석장치를 설치하여 가스의 일산화탄소 및 이산화탄소 성분 함량을 분석한 후, 가스 이용률을 계산하여 그 결과를 바탕으로 장입물 분포 변화 등의 조업 조치가 고로 조업 효율에 미치는 영향을 평가한다.For example, in order to evaluate the results of changes in the operating efficiency due to the operation measures such as the change of the charge distribution, one gas component analyzer is installed on the upper part of the blast furnace to analyze the carbon monoxide and carbon dioxide content of the gas, Based on the results, the effect of the operation measures such as the change of the charge distribution on the blast furnace operation efficiency is evaluated.
하지만 상기 방식은 고로 내부의 한 위치에서 가스를 샘플링하여 고로 장입물 전체의 가스 이용률을 산출하는 방식이기 때문에 고로 내부의 각 위치별 가스이용률을 알 수 없다. 따라서, 가스 이용률의 변화가 고로의 반경방향의 어느 지점의 통기성 또는 장입물 성상의 변화에서 기인하는지 알 수가 없다.However, since the above method is a method of calculating the gas utilization rate of the entire blast furnace charge by sampling the gas at a position inside the blast furnace, the gas utilization rate at each position in the blast furnace can not be known. Therefore, it can not be known whether the change in the gas utilization rate is caused by the change in the air permeability or the charging property at any point in the radial direction of the blast furnace.
또한, 가스이용률은 단순히 고로 내부의 온도 또는 가스량 분포에 비례하는 것이 아니고, 융착대의 위치 및 형상의 변화, 융착대의 통기성 조건에 따른 가스량 변화, 고로의 반경방향에 대한 고로 장입물 내의 철광석 분포, 고로 장입물을 통과하는 가스량, 및 고로 내부의 온도 분포 등과 복합한 관계를 가진다.The gas utilization ratio is not simply proportional to the temperature or the gas amount distribution inside the blast furnace, but also varies depending on the position and shape of the fusing bar, the gas amount change depending on the air permeability condition of the fusebands, the iron ore distribution in the blast furnace for the radial direction of the blast furnace, The amount of gas passing through the charge, and the temperature distribution inside the blast furnace.
예컨대 큰 입도의 코크스가 장입되어 통기성이 좋은 고로 내부의 중심은 다량의 가스가 배출되며 온도가 높게 측정되나, 철광석이 거의 없기 때문에 가스 이용률이 낮다. 반면, 작은 입도의 소결광이 장입되어 통기성이 나쁜 고로 내부의 벽측은 소량의 가스가 배출되며 온도가 낮게 측정되고 가스 이용률도 낮다. 즉, 온도 분포와 가스 이용률을 일대일로 대응하는 것이 아니고, 고로 내부의 온도 분포 및 고로 전체의 가스 이용률을 가지고 고로의 반경방향으로 고로 내부의 가스이용률 분포를 추정하는 것은 상당히 어렵다.For example, a large amount of coke is charged and a large amount of gas is discharged from the center of the furnace, which has good air permeability. Although the temperature is measured high, the gas utilization rate is low because there is almost no iron ore. On the other hand, a sintered ore having a small particle size is loaded and the air permeability is bad, and a small amount of gas is discharged from the inner wall side, the temperature is low and the gas utilization rate is low. That is, it is difficult to estimate the gas utilization rate distribution inside the blast furnace in the radial direction of the blast furnace with the temperature distribution inside the blast furnace and the gas utilization rate of the entire blast furnace rather than one-to-one correspondence between the temperature distribution and the gas utilization rate.
즉, 상기 방식으로 고로의 반경방향으로 고로 장입물의 분포를 조정한 결과에 대한 효율성을 정확하게 평가하기 어렵고, 어떤 고로 장입물 분포 조건이 최적의 공정 효율을 나타내는지 알 수 없다.That is, it is difficult to accurately evaluate the efficiency of the result of adjusting the distribution of the blast furnace in the radial direction of the blast furnace in the above manner, and it is difficult to know which blast furnace charge distribution condition represents the optimum process efficiency.
본 발명의 배경이 되는 기술은 하기의 특허문헌들에 개시되어 있다.Techniques that constitute the background of the present invention are disclosed in the following patent documents.
본 발명은 처리물 공정이 수행되는 중에 처리물 용기의 분위기를 하나의 장치로 다양하게 검출할 수 있는 검출 장치를 제공한다.The present invention provides a detection device capable of variously detecting the atmosphere of the treatment container with one device while the treatment process is being performed.
본 발명은 처리물 용기 내부의 가스 분위기를 하나의 장치로 다양하게 검출할 수 있는 검출 장치를 제공한다.The present invention provides a detection device capable of variously detecting a gas atmosphere in a treated material container by a single device.
본 발명은 처리물 용기의 반경방향으로 이격된 복수 위치에서 분위기 가스의 온도, 압력 및 성분을 함께 검출할 수 있는 검출 장치를 제공한다.The present invention provides a detection device capable of detecting the temperature, pressure and component of the atmosphere gas at a plurality of radially spaced positions of the processing container.
본 발명은 처리물 용기의 내부에서 검출된 가스의 온도, 압력 및 성분을 이용하여 처리물의 위치별 장입 조건을 결정할 수 있는 조업 방법을 제공한다.The present invention provides a method of operating which can determine the charging conditions for each location of the treated material using the temperature, pressure and components of the gas detected inside the treated material container.
본 발명의 실시 형태에 따른 가스 검출 장치는, 처리물 용기를 관통하여 장착되는 통체; 상기 통체를 관통하여 장착되고, 처리물 용기의 반경방향으로 서로 이격되며 적어도 일부가 노출되는 복수의 검출관; 각각의 검출관 내부에 설치되어 각각의 검출관을 흐르는 가스의 온도를 검출 가능한 제1검출기; 및 각각의 검출관 내부에 연통하고, 각각의 검출관을 흐르는 가스의 압력 및 성분 중 적어도 하나를 검출 가능한 제2검출기;를 포함한다.A gas detection device according to an embodiment of the present invention comprises: a cylinder to be mounted through a process container; A plurality of detection tubes mounted through the cylinder and spaced apart from each other in a radial direction of the processing container and exposed at least partially; A first detector installed inside each detection tube and capable of detecting the temperature of gas flowing through each detection tube; And a second detector communicating with each detection tube and capable of detecting at least one of a pressure and a component of a gas flowing through each detection tube.
상기 제1검출기는 온도 측정기를 포함하고, 상기 제2검출기는 압력 측정기 및 성분 분석기를 포함할 수 있다.The first detector may include a temperature meter, and the second detector may include a pressure meter and a component analyzer.
각각의 검출관에 퍼지 가스를 공급 가능하게 설치되는 퍼지 가스 공급기;를 포함할 수 있다.And a purge gas supplier provided so as to be capable of supplying purge gas to each of the detection tubes.
상기 퍼지 가스 공급기가 상기 제1검출기 및 제2검출기와 번갈아 작동하도록 제어하는 작동 제어기;를 포함할 수 있다.And an operation controller that controls the purge gas supplier to operate alternately with the first detector and the second detector.
각각의 검출관을 흐르는 가스의 압력을 이용하여 각각의 유속값을 산출하고, 각각의 검출관을 흐르는 가스의 온도 및 각각의 유속값을 이용하여 각각의 검출관을 흐르는 가스의 열량을 산출 가능하고, 각각의 검출관을 흐르는 가스의 성분을 이용하여 가스의 이용률을 산출 가능한 산출부;를 포함할 수 있다.The respective flow velocity values are calculated using the pressure of the gas flowing through the respective detection tubes, and the calorific value of the gas flowing through each detection tube can be calculated using the temperature of the gas flowing through each detection tube and the respective flow velocity values And a calculator capable of calculating the utilization rate of the gas using the components of the gas flowing through the respective detection tubes.
본 발명의 실시 형태에 따른 조업 방법은, 용기 내에 처리물을 마련하는 과정; 상기 용기 내에 가스 검출기를 삽입하는 과정; 상기 용기의 반경방향으로 복수의 위치에서 가스의 온도를 검출하는 과정; 상기 용기의 반경방향으로 복수의 위치에서 가스의 압력 및 성분 중 적어도 하나를 검출하는 과정;을 포함한다.A method of operating a method according to an embodiment of the present invention includes the steps of: Inserting a gas detector into the vessel; Detecting a temperature of the gas at a plurality of positions in a radial direction of the container; And detecting at least one of a pressure and a component of the gas at a plurality of positions in the radial direction of the vessel.
검출된 가스의 온도, 압력 및 성분을 이용하여, 가스의 열량 및 이용률을 산출하는 과정; 산출된 가스의 열량 및 이용률을 이용하여, 처리물의 위치별 장입 조건을 결정하는 과정;을 포함할 수 있다.Calculating a calorie and a utilization rate of the gas using the temperature, pressure, and components of the detected gas; And determining a charging condition for each position of the processed material by using the calorie and the utilization rate of the calculated gas.
복수의 위치에서 검출된 가스의 압력으로부터 위치별로 유속값을 산출하는 과정; 위치별로 산출된 유속값과 복수의 위치에서 검출된 가스의 온도를 이용하여, 위치별로 가스의 열량을 산출하는 과정;을 포함할 수 있다.Calculating a flow velocity value for each position from a pressure of gas detected at a plurality of positions; And calculating the calorific value of the gas by position using the flow velocity value calculated for each position and the temperature of the gas detected at a plurality of positions.
복수의 위치에서 검출된 가스의 성분을 이용하여, 가스의 이용률을 산출하는 과정;을 포함할 수 있다.And calculating a utilization rate of the gas by using the components of the gas detected at the plurality of positions.
상기 처리물의 위치별 장입 조건을 결정하는 과정은, 산출된 가스의 열량과 기준 열량을 대비하여, 대비 결과에 따라 해당 위치로 장입되는 처리물의 입도 조건을 결정하는 과정; 산출된 가스의 이용률과 기준 이용률을 대비하여, 대비 결과에 따라 해당 위치로 장입되는 처리물의 입도 조건 및 성분함량 조건을 결정하는 과정;을 포함할 수 있다.Determining a charging condition for each position of the processed product by comparing the calorific value of the calculated gas with a reference calorie and determining a granular condition of the processed product charged to the corresponding position according to a result of the comparison; And comparing the usage rate of the calculated gas with the reference utilization rate to determine the granularity condition and the ingredient content condition of the processed material to be charged to the corresponding position according to the comparison result.
상기 가스의 온도를 검출하는 과정의 전 또는 후에 퍼지 가스를 공급하거나, 상기 가스의 가스의 압력 및 성분 중 적어도 하나를 검출하는 과정의 전 또는 후에 퍼지 가스를 공급하는 과정;을 포함할 수 있다.Supplying the purge gas before or after the process of detecting the temperature of the gas or supplying purge gas before or after the process of detecting at least one of the pressure and the component of the gas of the gas.
상기 가스의 온도를 검출하는 과정 및 상기 가스의 압력 및 성분 중 적어도 하나를 검출하는 과정을 동시에 수행할 수 있다.A process of detecting the temperature of the gas and a process of detecting at least one of the pressure and the component of the gas may be performed at the same time.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 처리물 용기 내부의 가스 분위기를 하나의 장치로 다양하게 검출할 수 있고, 처리물 용기의 반경방향으로 이격된 복수 위치에서 가스의 온도, 압력 및 성분을 모두에 검출할 수 있다. 즉, 처리물 공정이 수행되는 중에, 처리물 용기의 내부 가스 분위기(또는, 가스 상태)를 하나의 장치로 다양하게 검출할 수 있고, 이로부터 처리물 공정의 상태를 실시간으로 모니터링하며 처리물 공정의 효율이 높아지도록 처리물의 위치별 장입 조건을 결정하여, 처리물 용기 내부의 처리물 상태를 조절할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the gas atmosphere inside the processing container can be variously detected by a single device, and the temperature, pressure, and components of the gas are detected at all at radially spaced positions of the processing container can do. That is, during the process of the treated product, the internal gas atmosphere (or gas state) of the treated product container can be variously detected by a single apparatus, thereby monitoring the state of the treated product process in real time, The processing conditions of the inside of the processing container can be adjusted by determining the charging conditions for the positions of the processing materials.
예컨대 용선을 제조하기 위한 제선 공정(또는, 고로 조업)에 적용되는 경우, 고로의 반경방향으로 이격된 고로 내부의 복수 위치에서 각각 고로 내부를 유동하는 가스의 온도, 압력 및 성분을 원활하게 검출할 수 있고, 검출된 결과로부터 고로 내부의 각 위치에서 가스의 열량 및 이용률을 산출하여 고로 장입물의 처리 상태를 정확하게 판단할 수 있다. 따라서, 고로 내부의 각 위치에서 가스의 열량 및 이용 효율이 원하는 값을 가지도록, 고로 장입물의 성상(性狀)을 고로 내부의 각 위치별로 제어할 수 있다. 이로부터 고로 조업의 공정 효율 및 고로 조업에서 제조되는 용선의 품질을 향상시킬 수 있다.For example, when the present invention is applied to a scouring process (or a blast furnace operation) for producing molten iron, it is possible to smoothly detect the temperature, pressure and composition of the gas flowing in the blast furnace at a plurality of locations inside the blast furnace, And it is possible to accurately determine the treatment state of the blast furnace charge by calculating the amount of heat and the utilization rate of the gas at each position in the blast furnace from the detected result. Therefore, the properties of the blast furnace charge can be controlled for each position in the blast furnace so that the heat quantity of the gas and the utilization efficiency at the respective positions in the blast furnace have a desired value. From this, it is possible to improve the process efficiency of the blast furnace operation and the quality of the molten iron produced in the blast furnace operation.
이처럼 고로의 반경방향으로 분석된 가스 유속 및 이용률로부터 조업 효율성이 평가하고, 이를 근거로 고로 장입물의 분포 조정을 실시하여 신속하고 정확하게 조업 효율성이 가장 좋은 장입물 분포 조정안을 구할 수 있게 된다. 또한, 고로 장입물의 성상이나 혼합 방법 변화에 따라서 그 조업 효율성에 대한 평가를 구할 수 있게 되므로 장입물의 효용성을 정확하게 평가할 수 있다. 즉, 장입물 중 펠렛이나 정립광의 경우 고로 반경방향으로 중간부에만 장입하고 주변부나 중심부에 장입하지 않게 된다. 이때, 고로 반경방향으로 각 위치별 가스 이용률을 분석하여 그 성상에 따른 영향을 정확하게 평가할 수 있다. 상세하게는, 중간부에서 가스 유속과 가스 이용률을 모두 구하여 펠렛이나 정립광의 성상에 따른 통기성과 가스 이용률등 조업효율에 미치는 영향을 정확하게 평가하기가 쉽다. 또한, 고로에서 주로 사용하는 너트 코크스의 혼합방법에 따른 가스 이용률 증가에 대한 평가도 손쉽게 할 수 있어 사용량이나 사용위치를 결정하는데 유용하게 이용될 수 있는 장점이 있다.In this way, the efficiency of the operation is evaluated from the gas flow rate and utilization rate analyzed in the radial direction of the blast furnace, and the distribution of the blast furnace charge is adjusted based on the evaluation result, so that the charging water distribution adjustment can be quickly and accurately obtained. In addition, since the evaluation of the efficiency of the operation can be obtained according to the characteristics of the blast furnace charge or the change of the mixing method, the utility of the charge can be evaluated accurately. That is, in the case of pellets or orthodontic light among the charges, only the middle portion is charged in the radial direction of the blast furnace, and no charging is performed in the peripheral portion or the central portion. At this time, the gas utilization ratio at each position in the blast radial direction can be analyzed, and the influence according to the characteristics can be accurately evaluated. In detail, it is easy to accurately evaluate the influence of the pellet and the size of the light on the operation efficiency, such as the air permeability and the gas utilization rate, by obtaining both the gas flow rate and the gas utilization rate in the middle part. Also, it is easy to evaluate the increase of the gas utilization rate according to the mixing method of the nut coke used mainly in the blast furnace, which is advantageous in that it can be usefully used for determining the usage amount and the usage position.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 처리물 용기 및 가스 검출 장치를 도시한 개략도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 검출 장치를 도시한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 처리물 용기 내부의 가스 분위기를 검출한 결과의 일 예를 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 처리물 용기의 내부에 장입된 처리물의 성상을 제어하는 방식을 설명하기 위한 상태도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a process container and a gas detection device according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 and 3 are schematic views showing a gas detection device according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing an example of a result of detection of a gas atmosphere in a treated material container according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a state diagram for explaining a method of controlling properties of a processing object charged into a processing material container according to an embodiment of the present invention. FIG.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 도면상의 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in various forms. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The drawings may be exaggerated for purposes of describing embodiments of the present invention, wherein like reference numerals refer to like elements throughout.
본 발명은 처리물 공정이 수행되는 중에 처리물 용기의 내부 가스 분위기를 하나의 장치로 다양하게 검출할 수 있는 가스 검출 장치 및 이를 이용한 조업 방법에 관한 것이다. 이하, 제철소의 제선 공정(고로 조업)을 기준으로 실시 예를 설명한다. 물론, 본 발명은 여러 산업 분야에서 각종 처리물 용기의 내부 분위기를 검출하는 것에 다양하게 적용될 수 있다.The present invention relates to a gas detection device capable of variously detecting an internal gas atmosphere of a treatment material container by a single device during a process of a process material, and a method of operating using the same. Hereinafter, embodiments will be described with reference to a steelmaking process (blast furnace operation). Of course, the present invention can be applied variously to detecting the internal atmosphere of various treatment containers in various industrial fields.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 처리물 용기 및 검출 장치를 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 검출 장치의 일부분 예컨대 처리물 용기의 내부에 위치하는 부분을 도시한 개략도이며, 도 3은 도 2에 도시된 부분을 제외한 본 발명의 실시 예에 따른 검출 장치의 나머지 부분인 처리물 용기의 외부에 위치하는 부분을 도시한 개략도이다.FIG. 1 is a schematic view showing a process container and a detection device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic view showing a part of the detection device, for example, And Fig. 3 is a schematic view showing a portion located outside the processing container, which is the remainder of the detecting device according to the embodiment of the present invention, except for the portion shown in Fig.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 처리물 용기 내부의 가스 분위기를 검출한 결과의 일 예를 도시한 그래프이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 처리물 용기의 내부에 장입된 처리물의 성상을 제어하는 방식을 설명하기 위한 상태도이다.FIG. 4 is a graph showing an example of a result of detection of a gas atmosphere in a treated water container according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a graph showing an example of a result of detection of a treated water And a state diagram for explaining a method of controlling constellation.
도 1 내지 도 5을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 처리물 용기 및 가스 검출 장치를 상세하게 설명한다.1 to 5, a treatment vessel and a gas detection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
본 발명의 실시 예에 따른 처리물 용기(10)는, 처리물을 내부에 장입받아 처리 가능한 용기로서 제철소의 고로를 포함할 수 있다. 물론, 처리물 용기(10)는 고로에 특별히 한정하지 않는다.The
처리물 용기(10)는 상부에 장입구가 구비되고, 내부에 공간을 가지는 원통형의 형상으로 형성되는 철피 및 철피 내측에 구축되는 내화물부를 가지는 본체(10), 본체(10)의 하부에 방사상으로 형성되는 풍구(12), 본체(10)의 하부를 둘러 링 형상으로 형성되어 풍구(12)에 연결되는 열풍 공급부(13), 본체(10)의 내부에서 처리된 용융물 예컨대 용선을 출선 가능하도록 풍구(12)의 하측에 이격되어 본체(10)의 내부에 연통하는 복수개의 출구(14), 본체(11)의 철피에 전달되는 응력을 측정하거나 본체(11)의 내부로 전류를 인가하여 되돌아오는 전류를 측정하는 등의 방식으로 본체(10)의 내부에 수용된 용융물의 높이를 측정하는 탕면높이 측정기(15)를 포함할 수 있다.The
처리물은 철광석, 소결광 및 코크스 등의 고로 장입물을 포함할 수 있다. 처리물은 처리물 용기(10)의 내부에 장입되고, 풍구(12)를 통하여 처리물 용기(10)의 내부에 열풍이 주입된다. 열풍에 의해 처리물 용기(10)의 하부에서 코크스가 연소되며 일산화탄소가 생성되고, 일산화탄소가 처리물 용기(10)의 하부에서 상부로 이동하면서 철광석 및 소결광에 접촉하여 철 성분을 환원 및 용융시킨다.The treated material may include blast furnace charge such as iron ore, sinter ore and coke. The treated water is charged into the treated
즉, 처리물 용기(10)는 상부의 장입구를 통하여 내부에 장입된 고로 장입물 중 코크스를 처리물 용기(10)의 내부로 주입된 열풍을 이용하여 연소시켜 일산화탄소를 생성하고, 일산화탄소를 환원제로 이용하여 고로 장입물 중 철광석 및 소결광을 환원 및 용융시켜 용선을 생산하는 고온 및 고압의 반응기이다.That is, the treated
처리물 용기(10)를 이용한 조업의 효율을 높이기 위해서는 처리물 용기(10)의 하부에서 생성된 일산화탄소가 상부로 원활하게 이동하면서 처리물과 잘 접촉해야 하고, 이를 위해서는 처리물이 아래와 같이 장입되어 정형화된 통기성을 가져야 한다. 상하방향 중심축을 중심으로, 처리물 용기(10)의 중심부 부근에 통기성 확보를 위해 처리물 중 대립의 코크스가 주로 장입되고, 처리물 용기(10)의 주변부(또는, 소립부)에 고온의 가스로부터 처리물 용기(10)의 측벽을 보호하기 위해 처리물 중 소립의 소결광이 주로 장입된다. 대립의 철광석 또는 대립의 소결광은 처리물 용기(10)의 중심부와 주변부 사이의 중간부에 장입된다. 따라서, 일산화탄소에 의한 철광석의 환원 반응은 처리물 용기(10)의 중간부에서 활발하게 일어난다.In order to increase the efficiency of the operation using the
처리물 용기(10)의 반경방향(r)으로 볼 때, 처리물 용기(10)의 내부는 중심부의 온도가 가장 높고, 소립부의 온도가 가장 낮다. 그 이유는 중심부에는 대립의 코크스만 장입하는 코크스 중심 장입을 실시하기 때문에 연소대(고로 장입물 중 코크스가 연소되는 고로 내부의 소정 영역)에서 발생된 고온의 환원가스가 중심부로 다량 배출되고, 처리물 용기(10)의 주변부 중 내벽측에는 약 5 내지 10㎜ 정도의 소립 소결광이 장입되기 때문에 통기저항으로 인해서 고온의 환원가스가 소량 배출되기 때문이다. 따라서, 처리물 용기(10)의 반경방향(r)의 온도분포 모양은 중심부의 온도가 높고, 주변부의 온도가 낮은 형태를 갖추고 있다.As viewed in the radial direction r of the treated
하지만, 장입물이 쌓이는 형태 예컨대 코크스, 철광석 및 소결광의 장입 두께, 철광석, 소결광 및 코크스의 혼합 정도에 따라서 처리물 용기(10)의 반경방향(r)으로 통기성이 일정한 패턴을 가지는 것이 아니다. 즉, 장입된 처리물의 분포 형태에 따라서 그 반경방향(r)으로 다양한 통기성 변화가 있고, 그에 따라 처리물 용기(10)의 반경방향(r)으로 가스 속도와 온도가 달라지게 된다.However, it does not have a pattern having a constant air permeability in the radial direction (r) of the treated
본 발명의 실시 예에서는 처리물 용기(10)를 이용한 조업의 효율을 높이기 위하여, 후술하는 가스 검출 장치(200)를 처리물 용기(10)의 본체(11) 상부에 적어도 하나 이상 장착한 후, 본체(11)의 원주방향으로 적어도 한 위치에서 본체(11)의 내부로 삽입시키고, 처리물 용기(10)의 반경방향(r)으로 복수의 위치에서 처리물 용기(10)의 내부를 흐르는 가스의 상태를 검출할 수 있다.In the embodiment of the present invention, at least one
이에, 처리물의 각 성분별 또는 각 위치별 장입 두께나 통기성 변화 등에 따른 가스의 유속, 유량, 성분 등의 여러 요소를 고려하여 장입 조건을 조절하고, 조업 효율을 정량 평가할 수 있다. 특히, 처리물 용기(10)의 반경방향(r)으로 복수의 위치에서 검출되는 가스의 유속과 성분을 근거로 하여 조업 효율의 개선을 위해 장입 조건을 조절해야 하는 반경방향(r)의 위치를 신속히 파악한 후, 해당 위치의 장입 조건을 결정하여 신속하게 조치할 수 있다.Therefore, the charging conditions can be adjusted in consideration of various factors such as the gas flow rate, flow rate, and the composition depending on the charging thickness and the air permeability change for each component or each position of the processed product, and the operation efficiency can be quantitatively evaluated. Particularly, the position of the radial direction r in which the charging condition is to be adjusted for improving the operating efficiency based on the flow rate and the composition of the gas detected at a plurality of positions in the radial direction (r) It is possible to promptly determine the charging condition of the position, and quickly take measures.
또한, 가스 검출 장치(200)가 처리물에 접촉하거나 처리물 중으로 삽입되는 것이 아니고, 처리물의 상측으로 이격되도록 설치되기 때문에, 원하는 시간만큼 처리물 용기(10)의 내부에서 작동할 수 있고, 처리물 용기(10)의 내부를 흐르는 가스의 온도, 속도 및 성분을 모두 한번에 측정할 수 있다.Further, since the
본 발명의 실시 예에 따른 가스 검출 장치(200)는 처리물 용기(10)의 내부에 삽입되어 처리물 용기(10)의 내부를 흐르는 가스의 상태를 처리물 용기(10)의 반경방향(r)으로 복수의 위치에서 검출 가능함과 함께 각 위치에 해당하는 가스의 열량 및 이용률을 산출 가능하다. 이를 위해, 상기의 가스 검출 장치(200)는 통체(210), 검출관(220), 제1검출기(230), 제2검출기(240), 산출기(270)를 포함하고, 또한, 퍼지 가스 공급기(250) 및 작동 제어기(260)를 더 포함할 수 있다.The
통체(210)는 처리물 용기(10)의 반경방향(r)으로 연장되어 형성될 수 있다. 통체(210)는 처리물 용기(10)의 본체(11)를 관통하여 장착될 수 있고, 본체(11)의 상부를 관통하여 본체(11)의 내부에서 처리물의 상측에 위치하고, 처리물 용기(10)의 반경방향(r)으로 정렬될 수 있다. 통체(210)는 본체(11)에 탈착 가능하게 장착될 수 있으며, 본체(11)의 원하는 위치에 방사상으로 설치될 수 있다.The
검출관(220)은 중공의 관으로서, 복수개 예컨대 여섯 개 구비될 수 있고, 각각 통체(210)를 관통하여 통체(210)의 내부에 장착될 수 있다. 각각의 검출관(220)은 통체(210)의 내부에서 처리물 용기(10)의 반경방향(r)으로 연장될 수 있다.The
각각의 검출관(220)은 일측이 통체(210)에 교차하는 방향으로 통체(210)의 외주면을 관통하여 처리물 용기(10)의 내부에 연통하고, 타측이 처리물 용기(10)의 외부에서 통체(210)를 관통하여 연장될 수 있다.Each of the
검출관(220)의 개수는 처리물 용기(10)의 내부에서 가스의 상태를 측정하고자 하는 위치의 개수에 따라 정해진다. 예컨대 처리물 용기(10)의 반경방향(r)으로 이격된 네 위치에서 가스의 상태를 각각 측정할 경우, 검출관(220)이 네 개 구비될 수 있고, 본 발명의 실시 예와 같이 처리물 용기(10)의 반경방향(r)으로 이격된 여섯 위치에서 가스의 상태를 각각 측정할 경우, 검출관(220)의 여섯 개 구비된다.The number of the
각 검출관(220)의 일측 개구는 통체(210)의 외주면을 따라 처리물 용기(10)의 반경방향(r)으로 서로 이격되고, 통체(210)의 외주면을 각각 관통하여 처리물 용기(10)의 내부에 노출될 수 있다. 각 검출관(220)들 중 일 검출관은 일측 개구가 처리물 용기(10)의 상하방향 중심축에 정렬된 위치에서 처리물 용기(10)의 내부에 노출될 수 있고, 나머지 검출관들은 일측 개구가 처리물 용기(10)의 상하방향 중심축에서 외측으로 이격된 위치에서 처리물 용기(10)의 내부에 노출될 수 있다.One opening of each
처리물 용기(10)의 반경방향(r)으로 각각의 위치별 가스가 각 검출관(220)의 일측 개구를 통하여 그 내부로 유입될 수 있다. 검출관(220)의 타측은 예컨대 배가스 처리 설비(미도시)에 연결될 수 있다. 각 검출관(220)의 타측에는 자동 밸브가 설치될 수 있고, 이에, 비상 시 각 검출관(220)을 신속 차단 또는 개방할 수 있다.The gas for each position can be introduced into the interior of the
제1검출기(230)는 각각의 검출관(220) 내부에 설치되어 각각의 검출관(220)을 흐르는 가스의 온도를 검출할 수 있다. 제1검출기(230)는 온도 측정기를 포함하며, 상세하게는 열전대를 포함할 수 있다. 제1검출기(230)는 단부가 검출관(220)의 일측 개구에 가깝도록 검출관(220)의 내부에 설치될 수 있다. 제1검출기(230)는 산출부(270)에 연결되며, 산출부(270)로 각각의 가스 온도를 전달할 수 있다.The
제2검출기(240)는 각각의 검출관(220) 내부에 연통하고, 각각의 검출관(220)을 흐르는 가스의 압력 및 성분 중 적어도 하나를 검출할 수 있다. 제2검출기(240)는 압력 측정기 및 성분 분석기를 포함할 수 있다.The
압력 측정기는 각 검출관(220)의 내부를 흐르는 가스의 압력을 측정 가능한 다양한 구조의 압력 측정기일 수 있으며, 본 발명의 실시 예에서는 피토 튜브를 이용한 압력 측정기를 예시한다. 압력 측정기는 각 검출관(220)에 설치될 수 있다.The pressure gauge may be a pressure gauge having various structures capable of measuring the pressure of the gas flowing through each of the
압력 측정기는 검출관(220)의 내부를 따라 연장되며, 단부가 검출관(220)의 일측 개구에서 상기 일측 개구의 중심축에 정렬되며 처리물 용기(10)의 내부를 향하도록 돌출 설치되는 피토 튜브(241), 처리물 용기(10) 및 통체(210)의 외부에서 피토 튜브(241)에 연결된 동압계(242), 검출관(220)의 일측 개구에서 이격된 검출관(220)의 소정 위치에 장착되어 검출관(220)의 내주면에 접하면서 검출관(220)의 내부에 연통하는 정압관(243), 정압관(243)에 연결된 정압계(244)를 포함할 수 있다. 한편, 피토 튜브(241)는 1/8 인치의 직경을 가진 피토관일 수 있다. 상술한 압력 측정기는 각 검출관(220)의 일측 개구 위치를 흐르는 가스의 압력을 측정할 수 있다. 물론, 압력 측정기는 상술한 구성에 한정하지 않으며, 각 검출관(220)의 일측 개구로 유입되는 가스의 압력을 원활하게 측정 가능한 것을 만족하는 범주 내에서 그 구성이 다양할 수 있고, 특히, 각 검출관(220)의 일측 개구 위치에서의 가스 압력을 측정 가능한 압력 측정기이면 다양하게 적용될 수 있다.The pressure measuring device includes a
동압계(242)와 정압계(244)는 산출부(270)에 연결되며, 피토 튜브(241)에 의해 동압계(242)에서 검출되는 가스의 동압 및 정압관(243)에 의해 정압계(244)에서 검출되는 가스의 정압은 산출부(270)에 전달될 수 있다.The
성분 분석기(245)는 각 검출관(220)으로 유입되는 가스를 샘플링하여 가스에 함유된 일산화 탄소 및 이산화 탄소 등의 성분을 분석한 후, 각 성분의 성분 함량, 부피 분율, 질량 분율 또는 몰 분율 등을 다양하게 검출할 수 있는 각종 가스 분석기를 포함할 수 있다.The
성분 분석기(245)는 복수의 연결관(246)에 의하여 각 정압관(243)의 하류 측에서 각 검출관(220)에 연결될 수 있다. 복수의 연결관(246)에는 각각 자동 밸브가 장착될 수 있고, 이에, 비상 시 각 연결관(246)을 신속하게 차단 가능하다.The
퍼지 가스 공급기(250)는 각 검출관(220)의 일측 개구, 피토 튜브(241)의 단부 및 열전대에 더스트가 퇴적 되는 것을 방지하고, 각 검출관(220)의 내부로 고압의 퍼지 가스를 분사하여 각 검출관(220)의 일측 개구, 피토 튜브(241)의 단부 및 열전대를 세척 가능하다.The
퍼지 가스 공급기(250)는 각각의 검출관에 퍼지 가스를 공급 가능하게 설치되며, 퍼지 가스 공급관(251), 공급 분관(252), 제1밸브(253), 제2밸브(254) 및 메인 밸브(255)를 포함할 수 있다.The purge
퍼지 가스 공급관(251)은 퍼지 가스가 유입되는 메인 공급관으로서, 별도의 퍼지 가스 용기(미도시)로부터 퍼지 가스를 공급받을 수 있다. 공급 분관(252)은 복수개 구비되며 각 검출관(220)과 퍼지 가스 공급관(251)을 각각 연결하여 설치될 수 있다. 제1밸브(253)은 각 공급 분관(252)에 장착되며, 제2밸브(254)는 각 검출관(220)에 장착되되 공급 분관(252)에서 성분 분석기(245) 측으로 이격 설치된다. 메인 밸브(255)는 퍼지 가스의 흐름을 기준으로 공급 분관(252)의 상류측에서 퍼지 가스 공급관(251)에 장착될 수 있다. 메인 밸브(255)에서 공급 분관(252)측으로 이격되어 자동 밸브가 장착될 수 있다. 자동 밸브는 비상 시 퍼지 가스 공급관(251)을 신속하게 차단하는 역할을 한다.The purge
제1밸브(253)와 제2밸브(254)는 개폐가 서로 반대로 제어된다. 제1밸브(253)가 개방되면 제2밸브(254)가 차단되고, 제1밸브(253)가 차단되면 제2밸브(254)가 개방된다. 이러한 밸브들의 작동은 작동 제어기(260)에 의해 제어된다.The opening and closing of the
작동 제어기(260)는 각 검출관(220)의 내부에 가스(처리물 용기(10)에서 유입되는 가스)와 퍼지 가스가 번갈아 흐르도록, 제1밸브(253) 및 제3밸브(255) 제어할 수 있고, 이같은 제어와 함께, 퍼지 가스 공급기(250)가 제1검출기(230) 및 제2검출기(240)와 번갈아 작동하도록 제어할 수 있다.The
예컨대 작동 제어기(260)는 제1검출기(230) 및 제2검출기(240)를 작동시키면서 제1밸브(253)을 차단하고 제2밸브(254)를 개방시킨다. 이후, 작동 제어기(260)는 제1검출기(230) 및 제2검출기(240)를 정지시키면서 제1밸브(253)을 개방하고 제2밸브(254)를 차단시킨다. 이때, 각 검출관(220)의 내부에 퍼지 가스 예컨대 질소 가스가 분사되며 검출관(220)의 일측 개구, 피토 튜브(241)의 단부 및 열전대가 세척된다. 이후, 작동 제어기(260)는 제1검출기(230) 및 제2검출기(240)를 작동시키면서 제1밸브(253)을 차단하고 제2밸브(254)를 개방시킨다.For example, the
한편, 작동 제어기(260)가 제1검출기(230) 및 제2검출기(240)를 동시에 작동시킴에 따라 가스의 온도, 압력 및 성분이 함께 검출될 수 있다.On the other hand, the temperature, pressure, and components of the gas can be detected together as the
작동 제어기(260)는 상술한 일련의 과정이 일정한 시간 간격으로 반복되도록 제1검출기(230), 제2검출기(240), 제1밸브(253) 및 제2밸브(254)를 제어할 수 있으며, 이에, 일정 시간 간격으로 검출관(220)의 일측 개구, 피토 튜브(241)의 단부 및 열전대가 세척된다. The
예컨대 작동 제어기(260)에 의한 각 검출관(220), 피토 튜브(241) 및 열전대의 세척은 약 15분 중에 1회 실시되며, 각 회차마다 수 내지 수십 초 실시된다. 이에, 처리물에서 기인하여 가스에 혼입되는 더스트가 각 검출관(220)의 일측 개구, 피토 튜브(241)의 단부 및 열전대의 표면에 퇴적되는 것을 방지할 수 있다.For example, the cleaning of each
산출부(270)는 각각의 검출관(220)을 흐르는 가스의 압력을 입력받아 각각의 유속값을 산출할 수 있다. 또한, 산출부(270)는 각각의 검출관(220)을 흐르는 가스의 온도 및 각각의 유속값을 이용하여 각각의 검출관을 흐르는 가스의 열량을 산출 가능하다. 또한, 산출부(270)는 각각의 검출관(220)을 흐르는 가스의 성분을 이용하여 가스의 이용률을 산출 가능하다. 산출부(270)가 유속값, 가스의 열량 및 이용률을 산출하는 구체적인 방식은 아래와 같다.The
예컨대 산출부(270)는 가스의 유속값을 하기의 관계식 1을 이용하여 구할 수 있다.For example, the
관계식 1) V = c[2g×(Pd÷ρ)]1/2 Relation 1) V = c [2 g × (P d / ρ)] 1/2
이때, V는 유속값이고, c는 피토관 상수이고, g는 중력 가속도이고, Pd는 정압과 동압의 압력 차이고, ρ는 가스 밀도이다. 즉, 정압과 동압의 압력 차이를 이용하여 해당 위치별 유속값을 산출할 수 있다.Where V is the flow velocity, c is the Pitot tube constant, g is the gravitational acceleration, P d is the pressure difference between the static pressure and the dynamic pressure, and ρ is the gas density. That is, the flow velocity value can be calculated by using the difference between the positive pressure and the dynamic pressure.
이어서, 산출부(270)는 가스의 열량을 하기의 관계식 2를 이용하여 구할 수 있다.Next, the
관계식 2) 가스의 열량 = 가스의 유속값 × 해당 위치에 대응하는 처리물의 장입 면적(또는, 해당 위치에 대응하는 가스의 유동 면적) × 가스의 온도(Or the flow area of the gas corresponding to the position) x the temperature of the gas (the flow rate of the gas corresponding to the position)
상기와 같이, 가스의 유속값, 유동 면적 및 온도를 이용하여 해당 위치별 가스의 열량을 산출할 수 있다. 이때, 유동 면적은 예컨대 처리물 용기(10)의 반경방향(r)으로 복수 위치에서, 처리물 용기(10)의 중심축을 중심으로 원주를 그리며 처리물 용기(10)의 내부 공간을 복수의 구간으로 나누어 각 구간의 면적을 유동 면적으로 정할 수 있다. 복수의 구간은 동심원을 이루며 배치되고, 가스의 온도가 측정되는 각 위치에 각각 일대일 대응할 수 있다.As described above, the calorific value of the gas at each position can be calculated using the flow velocity value, the flow area, and the temperature of the gas. At this time, the flow area is defined, for example, at a plurality of positions in the radial direction (r) of the
또한, 산출부(270)는 가스의 이용률을 하기의 관계식 3을 이용하여 구할 수 있다.Further, the calculating
관계식 3) 가스 이용률 = (CO2함량)/[(CO2함량)+(CO함량)]Relation 3) Gas utilization rate = (CO 2 content) / [(CO 2 content) + (CO content)]
가스 이용률을 처리물 용기(10)의 하부에서 생성된 가스가 철광석 성분을 환원시킨 정도를 수치화한 것이고, 상기 관계식 3을 이용하여 해당 위치별 가스 이용률을 산출할 수 있다. 가스 이용률이 1에 가까울수록 반응이 잘 일어나는 것이다.The gas utilization rate is a numerical value obtained by quantifying the degree of reduction of the iron ore component in the gas produced in the lower part of the
상술한 바와 같이, 가스 검출 장치(200)는 처리물 용기(10)의 반경방향(r)으로 복수의 위치에서 가스의 유속, 온도 및 성분을 각각 검출하여 해당 위치별 가스의 열량 및 이용률을 산출 가능하다. 가스 검출 장치(200)에서 산출된 가스의 열량 및 이용률은 처리물 용기(10)를 이용한 조업에서 처리물의 장입 조건을 정하는 것에 사용될 수 있다. 또한, 가스 이용률을 근거로 하여, 각각의 위치에서 어떤 조건으로 처리물을 장입해야 최적의 조업 효율을 나타내는지 알 수 있으므로, 처리물 용기(10)를 이용한 조업을 수행하는 중에 신속하고 정확하게 최적의 처리물 장입 분포 조정안을 구할 수 있다. 한편, 가스 검출 장치(200)는 판단부(미도시)를 더 포함할 수 있고, 이 판단부를 이용하여, 가스의 열량 및 이용률로부터 처리물 용기를 이용한 조업에서 처리물의 장입 조건을 결정할 수 있다.As described above, the
도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 조업 방법을 상세하게 설명한다.1 to 5, a method of operating according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
본 발명의 실시 예에 따른 조업 방법은, 처리물 용기(10) 예컨대 고로를 이용한 조업 방법으로서, 용기 내에 처리물을 마련하는 과정, 용기 내에 가스 검출기를 삽입하는 과정, 용기의 반경방향으로 복수의 위치에서 가스의 온도를 검출하는 과정, 용기의 반경방향으로 복수의 위치에서 가스의 압력 및 성분 중 적어도 하나를 검출하는 과정, 검출된 가스의 온도, 압력 및 성분을 이용하여, 가스의 열량 및 이용률을 산출하는 과정, 산출된 가스의 열량 및 이용률을 이용하여, 처리물의 위치별 장입 조건을 결정하는 과정을 포함한다.The operating method according to the embodiment of the present invention is a method of operating a treated
우선, 용기 내에 처리물을 마련한다. 이때, 용기는 처리물 용기(10)일 수 있고, 예컨대 고로를 포함할 수 있다. 처리물은 고로 장입물을 포함할 수 있으며, 철광석, 소결광 및 코크스 등의 고로 장입물을 포함할 수 있다. 이때, 도 5를 참조하면, 고로 장입물은 그 입도에 따라 소립광 및 대립광으로 구분될 수 있고, 용기의 중심부에는 대립 코크스가 주로 장입되고, 중간부에는 대립광(대립 소결광 및 대립 철광석 포함)이 장입되며, 소립부 예컨대 주변부에는 소립광(소립 소결광 및 소립 철광석 포함)이 장입된다. 예컨대 소립부에는 약 10mm 이하 입도의 소립광이 장입되며, 중강부에는 10 내지 25mm 입도의 대립광이 장입되고, 중심부에는 약 50 내지 60mm의 대립 코크스가 장입될 수 있다. 한편, 상기와 같은 장입 분포에 의해 조업 초기에 용기 내 가스류 흐름이 도면과 같이 분포될 수 있다.First, a treated material is provided in a container. At this time, the vessel may be the
이후, 용기의 내부에 열풍을 주입하여 처리물을 처리한다. 예컨대 처리물이 처리물 용기(10)의 내부에 장입되면, 풍구(12)를 통하여 처리물 용기(10)의 내부에 열풍을 주입한다. 열풍에 의해 처리물 용기(10)의 하부에서 코크스가 연소되며 일산화탄소가 생성되고, 일산화탄소가 처리물 용기(10)의 하부에서 상부로 이동하면서 철광석 및 소결광에 접촉하여 철 성분을 환원 및 용융시킨다.Thereafter, hot air is injected into the container to treat the treated product. For example, when the processed material is charged into the
즉, 용기 상부의 장입구를 통하여 내부에 장입된 고로 장입물 중 코크스를 용기의 내부로 주입된 열풍을 이용하여 연소시켜 일산화탄소를 생성하고, 일산화탄소를 환원제로 이용하여 고로 장입물 중 철광석 및 소결광을 환원 및 용융시켜 용선을 생산한다.That is, the coke is burnt in the blast furnace charge charged into the inside of the vessel through the intestinal inlet at the top of the vessel by using the hot air injected into the vessel to produce carbon monoxide, and carbon monoxide is used as a reducing agent to remove iron ores and sintered ores Reduced and melted to produce charcoal.
이때, 용기 내에 가스 검출기를 삽입한다. 가스 검출기는 본 발명의 실시 예에 따른 가스 검출 장치(200)를 포함하고, 처리물 용기(10)의 본체(11)에 탈착 가능하도록 마련된 가스 검출 장치(200)의 통체(210)를 본체(11)의 상부에 장착하여 내부로 삽입하며 반경방향(r)으로 정렬시키는 방식으로 상기 과정을 수행한다.At this time, a gas detector is inserted into the container. The gas detector includes a
이후, 용기의 반경방향(r)으로 복수의 위치에서 가스의 온도를 검출하고, 용기의 반경방향(r)으로 복수의 위치에서 가스의 압력 및 성분 중 적어도 하나를 검출하는 과정을 수행한다. 이때, 가스의 온도를 검출하는 과정 및 가스의 압력 및 성분 중 적어도 하나를 검출하는 과정을 동시에 수행할 수 있으며, 본 발명의 실시 예에서는 가스의 온도, 압력 및 성분을 모두 검출하는 것을 예시한다.Thereafter, the process of detecting the temperature of the gas at a plurality of positions in the radial direction (r) of the container, and detecting at least one of the pressure and the component of the gas at the plurality of positions in the radial direction (r) of the container. At this time, the process of detecting the temperature of the gas and the process of detecting at least one of the pressure and the component of the gas can be performed at the same time. In the embodiment of the present invention, detection of all the temperature, pressure and components of the gas is exemplified.
예컨대 도 4의 (a), 도 4의 (b) 및 도 5를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 처리물 용기 내부의 가스 분위기를 검출한 결과의 일 예를 살펴보면, 용기의 소립부 쪽은 가스의 유속이 작고, 온도가 낮으며, 이용률이 높은 것을 알 수 있다.For example, referring to FIGS. 4A, 4B, and 5, an example of the detection result of the gas atmosphere in the processing container according to the embodiment of the present invention will be described. The gas flow rate is low, the temperature is low, and the utilization rate is high.
이후, 검출된 가스의 온도, 압력 및 성분을 이용하여, 가스의 열량 및 이용률을 산출하고, 이어서, 산출된 가스의 열량 및 이용률을 이용하여, 처리물의 위치별 장입 조건을 결정한다.Then, the calorific value and the utilization rate of the gas are calculated using the temperature, the pressure and the component of the detected gas, and then the charging condition for each position of the processed product is determined by using the calorific value and utilization rate of the calculated gas.
가스의 열량 및 이용률을 산출하는 과정은, 복수의 위치에서 검출된 가스의 압력으로부터 위치별로 유속값을 산출하는 과정, 위치별로 산출된 유속값과 복수의 위치에서 검출된 가스의 온도를 이용하여, 위치별로 가스의 열량을 산출하는 과정, 복수의 위치에서 검출된 가스의 성분을 이용하여 가스의 이용률을 산출하는 과정을 포함할 수 있다. 검출된 가스의 온도, 압력 및 성분으로부터 가스의 열량 및 이용률을 산출하는 과정은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 검출 장치를 설명하면서 상세하게 설명하였으므로, 이하에서 설명을 생략한다.The process of calculating the calorie and utilization rates of the gas may include calculating a flow rate value for each location from the pressure of the gas detected at a plurality of locations, calculating a flow rate value for each location, and a temperature of the gas detected at a plurality of locations, Calculating a calorific value of the gas for each position, and calculating a gas utilization rate using a component of the gas detected at a plurality of positions. The process of calculating the calorie and the utilization rate of the gas from the detected temperature, pressure, and components of the gas has been described in detail while explaining the gas detection apparatus according to the embodiment of the present invention, and the description thereof will be omitted.
처리물의 위치별 장입 조건을 결정하는 과정은, 산출된 가스의 열량과 기준 열량을 대비하여, 대비 결과에 따라 해당 위치로 장입되는 처리물의 입도 조건을 결정하는 과정을 포함할 수 있다.The process of determining the charging condition for each position of the treated product may include a process of comparing the calorific value of the calculated gas with the reference heat quantity and determining the granularity condition of the processed product to be charged to the corresponding position according to the comparison result.
예컨대, 용기의 반경방향으로 일 위치에서 산출된 가스의 열량이 기준 열량 값의 범위에 포함되는 경우, 해당 위치의 처리물 장입 조건을 그대로 유지한다. 또한, 상기 일 위치에서 산출된 가스의 열량이 기준 열량 값의 범위 미만인 경우, 해당 위치의 처리물 장입 조건 중 소립광의 장입량을 상대적으로 줄이면서 대립광의 장입량을 상대적으로 늘리도록 처리물 장입 조건을 정한다. 또한, 상기 일 위치에서 산출된 가스의 열량이 기준 열량 값의 범위 초과인 경우, 해당 위치의 처리물 장입 조건 중 소립광의 장입량을 상대적으로 늘리면서 대립광의 장입량을 상대적으로 줄이도록 처리물 장입 조건을 정한다.For example, when the calorific value of the gas calculated at one position in the radial direction of the container is included in the range of the standard calorific value, the condition for loading the processed material at the position is maintained. When the calorific value of the gas calculated at the one position is less than the range of the reference calorie value, processing water charging conditions are set so as to relatively increase the charging amount of the opposed light while relatively reducing the charging amount of the small light among the processing water charging conditions at the corresponding position . When the calorific value of the gas calculated at the one position is out of the range of the reference calorie value, processing water charging conditions are set so as to relatively reduce the charging amount of the opposite light while relatively increasing the charging amount of the small light among the processing water charging conditions at the corresponding position .
즉, 용기의 반경방향으로 일 위치에서 가스 열량이 기준 열량값의 범위보다 크면 해당 위치에 대응하는 용기의 반경방향의 일 구간에서 가스 유속이 감소하도록 처리물의 장입 조건을 조절한다. 또한, 용기의 반경방향으로 일 위치에서 가스 열량이 기준 열량값의 범위보다 작으면 해당 위치에 대응하는 용기의 반경방향의 일 구간에서 가스 유속이 증가하도록 처리물의 장입 조건을 조절한다.That is, when the amount of gas heat is larger than the range of the reference calorie value at one position in the radial direction of the container, the loading condition of the processed product is adjusted so that the gas flow rate decreases in one section of the container in the radial direction corresponding to the position. When the amount of gas heat is smaller than the range of the reference calorie value at one position in the radial direction of the container, the loading condition of the processed product is adjusted so that the gas flow rate increases in one section of the container in the radial direction corresponding to the position.
이러한 장입 조건의 결정에 의해, 해당 위치에 대응하는 용기의 반경방향의 일 구간에서 통기성을 확보하여 가스가 원활하게 통과될 수 있는 장입 조건을 정할 수 있다. 가스 유속이 필요이상으로 증가하거나 감소하는 경우 가스의 일산화탄소 성분이 처리물의 철 성분에 반응하는 빈도가 적어지며, 상기의 제어에 의해, 적절한 가스 유속을 확보함에 따라, 가스와 처리물을 잘 반응시킬 수 있다.By determining the charging conditions, it is possible to secure the air permeability in one section of the container in the radial direction corresponding to the position, and to set the charging conditions in which the gas can pass smoothly. When the gas flow rate is increased or decreased more than necessary, the frequency of the carbon monoxide component of the gas reacting with the iron component of the treated product is decreased. By controlling the above conditions, the gas and the treated product are reacted well .
즉, 가스의 열량과 기준 열량의 대비 결과에 따라 용기의 반경방향으로 소립광 예컨대 소립 소결광 및 대립광 예컨대 대립 소결광 및 대립 괴광의 장입량 분포의 최적 조건을 결정할 수 있다. 이때, 해당 위치가 용기의 중심 위치일 경우, 중심 코크스(또는, 대립 코크스)의 장입량의 최적 조건을 결정할 수 있다.That is, it is possible to determine the optimum conditions of the distribution of the amount of small amounts of light such as the small sintered light and the opposed light, such as the opposed sintered orbital light, in the radial direction of the container depending on the result of contrast between the calories of the gas and the reference calorie. At this time, when the position is the center position of the container, the optimum condition of the loading amount of the center coke (or the opposing coke) can be determined.
한편, 각 위치에서의 기준 열량값 범위는 처리물의 구체적인 조성이나 고로의 용적, 원하는 용선의 스팩에 따라 다양하게 정해질 수 있으며, 각각의 조업마다 다르기 때문에, 이하에서는 이를 구체적으로 예시하지 않는다.On the other hand, the range of the reference calorie value at each position can be variously determined according to the specific composition of the treated product, the volume of the blast furnace, the specification of the desired charcoal, and varies depending on each operation.
또한, 처리물의 위치별 장입 조건을 결정하는 과정은, 산출된 가스의 이용률과 기준 이용률을 대비하여, 대비 결과에 따라 해당 위치로 장입되는 처리물의 입도 조건 및 성분함량 조건을 결정하는 과정을 포함할 수 있다.In addition, the process of determining the charging condition for each position of the treated object includes a process of determining the particle size condition and the ingredient content condition of the processed object to be charged to the corresponding position in accordance with the contrast result, .
예컨대 용기의 반경방향으로 일 위치에서 산출된 가스의 이용률이 원하는 이용률값보다 낮으면, 가스의 이용률이 높아지도록 처리물의 장입 조건을 결정할 수 있다. 이때, 가스의 이용률은 가스의 온도, 유량, 반응 면적 및 시간이 복합적으로 작용하여 결정되는 것으로서, 각각이 서로 복합하게 결합되어 서로 영향을 끼친다. 예를 들면, 가스의 이용률을 증가시키기 위한 하나의 방법으로 가스의 유량을 늘리는 것이 있는데, 이 경우, 가스의 유량을 늘리기 위해 장입물의 입도를 증가시키면 가스가 통과하는 시간이 짧아지게 되고, 이것이 다시 가스의 이용률에 영향을 미친다. 즉, 하나하나의 요소가 가스의 이용률에 독립적으로 작용하는 것이 아니라, 복잡한 관계를 맺고 있다.For example, when the utilization rate of the gas calculated at one position in the radial direction of the container is lower than the desired utilization rate value, the charging condition of the processed product can be determined such that the utilization rate of the gas is increased. At this time, the utilization rate of the gas is determined by a combination of the temperature, the flow rate, the reaction area and the time of the gas, and they are combined and combined with each other to influence each other. For example, one way to increase the gas utilization rate is to increase the flow rate of the gas, in which case increasing the particle size of the charge to increase the flow rate of the gas will shorten the time for the gas to pass, It affects the utilization of gas. That is, each element has a complex relationship, not independent of the gas utilization.
따라서, 처리물의 입도 조건 및 성분함량 조건을 결정하는 과정은 예컨대 시행착오(try and error)법으로 결정하는 과정이며, 처리물의 입도 조건이 최적 분포점을 가지면서 장입물의 성상(DRI, CBP, 펠릿 및 정립광 등)이 최적화 되도록 시행착오법으로 처리물의 입도 조건을 정할 수 있다. 가스의 이용률은 클수록 공정 효율이 좋은 것이고, 예컨대 50% 에서 60%의 수준을 유지하도록 처리물 입도 조건을 정할 수 있다. 물론, 60% 이상이 되도록 처리물 입도 조건을 정할 수도 있다.Therefore, the process of determining the granularity condition and the ingredient content condition of the treated product is a process of determining by try and error method, for example, and the properties of the charged product (DRI, CBP, pellet And sizing light) can be optimized by the trial and error method. The larger the utilization rate of the gas, the better the process efficiency. For example, the condition of the particle size of the treated product can be determined so as to maintain the level of 50% to 60%. Of course, it is also possible to set the condition of the granulated material to be 60% or more.
예컨대 용기의 반경방향으로 일 위치에서 산출된 가스의 이용률이 원하는 이용률값(이를 테면, 0.5 내지 0.6)보다 낮으면, 해당 위치에 해당하는 구간에 철광석의 장입량을 늘리도록 처리물 장입 조건을 정할 수 있고, 철광석의 입도를 작게 하도록 처리물 장입 조건을 정할 수 있다. 즉, 소립 소결광을 더 장입할 수 있다.For example, if the utilization rate of the gas calculated at one position in the radial direction of the vessel is lower than the desired utilization rate value (for example, 0.5 to 0.6), the charging condition of the processing water may be determined so as to increase the charging amount of iron ore And it is possible to determine conditions for charging the processing water so as to reduce the grain size of the iron ore. That is, it is possible to further charge the small sintered ores.
이때, 해당 위치에서 소립 소결광의 장입량을 늘려가면, 가스의 이용률이 증가할 수 있는데, 이때, 소립 소결광에 의하여 해당 위치에 대응하는 구간의 통기성이 저하되면서 가스의 유속이 감소되어 가스와 처리물의 반응 빈도가 일정 수준보다 낮아지면, 가스의 이용률이 다시 줄어드는 지점이 있고, 이를 실시간으로 파악하여, 가스의 이용률이 최고점에 도달할 때의 처리물 장입 조건을 결정할 수 있다.At this time, if the amount of the small sintered ore light is increased at the corresponding position, the gas utilization rate may increase. At this time, the flow rate of the gas decreases due to the small sintered ores, When the frequency is lower than a certain level, there is a point where the utilization rate of the gas is reduced again, and it can be grasped in real time, so that the conditions of charging the processing material when the utilization rate of the gas reaches the peak can be determined.
이같은 장입 조건의 제어는 각 요소별로 복합적으로 수행될 수 있고, 이때, 가스의 이용률을 각 위치에서 실시간으로 산출하면서 장입 조건의 제어 결과를 신속하게 피드백 받을 수 있기 때문에, 최적의 처리물 장입 조건을 구할 수 있다.Since the control of the charging conditions can be performed in a complex manner for each element and the control results of charging conditions can be quickly fed back while calculating the gas utilization rate at each position in real time, Can be obtained.
상기의 과정으로 처리물의 장입 조건을 결정하면, 이후, 이를 조업에 반영하여 처리물의 장입을 제어하면서 조업을 계속 수행할 수 있다.After determining the loading condition of the treated water through the above process, the operation can be continued while controlling the loading of the treated water by reflecting the same to the operation.
한편, 가스의 온도를 검출하는 과정의 전 또는 후에 퍼지 가스를 공급하거나, 가스의 가스의 압력 및 성분 중 적어도 하나를 검출하는 과정의 전 또는 후에 퍼지 가스를 공급할 수 있다. 예컨대 가스의 온도, 압력 및 성분을 검출하는 과정을 일정 시간 간격으로 반복 수행하면서, 각 과정의 사이마다 퍼지 가스를 가스 검출기의 내부에 단속 분사할 수 있고, 이에, 가스 검출기의 내부를 청정 상태로 유지할 수 있다. 이에 대한 구체적인 작동 방식은 앞서 본 발명의 실시 예에 따른 가스 검출 장치를 설명할 때 충분히 설명하였으므로, 이하에서 생략한다.On the other hand, it is possible to supply the purge gas before or after the process of detecting the temperature of the gas, or before or after the process of detecting at least one of the pressure and the component of the gas of the gas. For example, it is possible to repeatedly perform the process of detecting the temperature, the pressure and the component of the gas at intervals of a predetermined time, and to separately inject the purge gas into each of the gas detectors during each process, . The specific operation of the gas detecting apparatus according to the embodiment of the present invention has been described above with reference to the gas detecting apparatus according to the embodiment of the present invention.
본 발명의 상술한 실시 예에 따르면, 조업 효율을 높이기 위해서 처리물의 장입 분포 조정이라는 조업 조치를 취하는 경우에, 고로의 반경방향으로 복수의 위치에서 가스의 온도, 압력 및 성분을 검출하고, 이를 복합적으로 이용하여 최적의 조업 조치를 신속하고 정확하게 결정할 수 있다.According to the above-described embodiment of the present invention, in order to increase the operation efficiency, when taking the action of adjustment of the charge distribution of the processed product, the temperature, pressure and component of the gas are detected at plural positions in the radial direction of the blast furnace, So that it is possible to quickly and accurately determine the optimum operation measure.
즉, 고로 조업에서 고로 반경방향으로 여섯 지점에서 가스의 유량, 온도 및 성분을 측정하여 조업 효율을 높이기 위한 자료를 제공할 수 있다. 이처럼 가스의 유량, 온도 및 성분을 모두 이용함에 따라 소립 소결광의 장입 위치와 장입량을 결정할 수 있고, 반경방향의 구간별로 효과적인 가스 흐름의 제어가 가능하다.That is, it is possible to provide data for increasing the operating efficiency by measuring the flow rate, temperature and composition of the gas at six points in the blast furnace in the blast furnace operation. By using the flow rate, temperature and components of the gas, it is possible to determine the charging position and the charging amount of the sintered ore, and to control the gas flow effectively in the radial direction.
이때,, 고로 중심부의 가스 흐름을 제어할 수 있으므로, 처리물의 환원에 사용되지 못하고 중심부를 통하여 처리물의 상부로 빠져 나가는 가스를 줄일 수 있다. 예컨대 고로 중심부에 장입되는 코크스의 장입량을 6톤에서 3톤으로 변경하면서 고로의 소립부, 중간부 및 중심부의 가스 이용률 및 유속의 증감을 알 수 있어, 이후, 중간부에 대립광을 더 장입해야 하는지, 혹은 소립부에 소립 소결광을 더 장입해야 하는지 등을 쉽게 결정할 수 있다.At this time, since the gas flow in the center of the blast furnace can be controlled, the gas which can not be used for the reduction of the treated product and can escape to the upper portion of the treated product through the center portion can be reduced. For example, changing the charging amount of coke to the center of the blast furnace from 6 tons to 3 tons, it is possible to know the increase and decrease of the gas utilization rate and the flow rate of the blast part, the middle part and the center part of the blast furnace, Whether or not a small amount of sintered ores are to be charged into the small part, and so on.
또한, 조업 중에, 소립부측 가스 유속이 작고, 온도가 낮으며, 가스 이용률이 낮은 것으로 측정되는 경우, 고로 중심부의 코크스 장입량을 약간 감소 시키는 조치를 취하거나 소립부의 소립 소결광 장입량을 감소 시키게 되면, 중심부의 가스 유량과 온도는 약간 감소하고, 중간부에서 변화가 없고, 소립부에서 가스 유량 및 온도가 약간 증가하게 된다. 이 같이 장입조건의 변화에 따른 조치 결과가 가스 검출 장치에 의하여 가스의 유량, 온도 및 성분 정보로 신속하게 획득됨으로서, 조치의 범위가 명확히 특정될 수 있고, 이러한 측정 결과에 따라 반경방향의 위치별 제어가 효과적으로 수행될 수 있다.In the case where the gas flow rate on the small-scale side is small, the temperature is low and the gas utilization rate is low during operation, measures are taken to slightly reduce the coke loading amount in the center portion of the blast furnace, or the amount of small- The gas flow rate and temperature are slightly decreased, there is no change in the middle portion, and the gas flow rate and temperature are slightly increased in the small portion. The result of the action according to the change of the charging condition is quickly obtained by the gas detecting device as the flow rate, temperature and component information of the gas, so that the range of the action can be clearly specified, Control can be effectively performed.
한편, 고로에서 조업 효율을 향상 시킨다는 것은 적은 환원제비로 많은 양의 용선을 생산하는 것을 목표로 한다. 이러한 목표를 달성하기 위해서 필수적인 사항은 고로 내부의 가스 흐름을 고르게 분포 시켜서 가스 이용률을 높이는 것이다. On the other hand, improving the operating efficiency in the blast furnace aims at producing a large amount of molten iron with a small reduction ratio. To achieve this goal, it is essential to distribute the gas flow in the blast furnace evenly, thereby increasing the gas utilization rate.
고로는 항상 반경방향으로 가스의 온도와 성분 및 속도에 차이가 있어서 가스 이용률이 중심부과 주변부 간에 상당한 차이가 있다. 또한, 소결광의 연화 용융 특성은 융착대 위치와 형상을 변경 시키므로 이러한 변화에 의해서 급격하게 가스 이용률 변동이 일어나고 그에 따라서 반경방향의 각 위치별로 가스의 열량 및 이용률 변화를 정확하게 산출하여 이를 고로 장입물의 분포 조정에 피드백함으로써, 신속하게 조치를 취하고, 그 결과를 평가하는 것이 필요하다.The blast furnace always has a difference in temperature, composition, and velocity of the gas in the radial direction, so that the gas utilization rate is considerably different between the central portion and the peripheral portion. Since the softening and melting characteristics of the sintered ores vary the position and shape of the fusing zone, the gas utilization rate fluctuates rapidly due to such changes, and accordingly, the change of the heat quantity and the utilization ratio of the gas is accurately calculated for each position in the radial direction, By feedback to the adjustment, it is necessary to take action quickly and evaluate the result.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 가스 검출 장치를 이용하여 처리물 용기를 이용한 조업 시 고로의 반경방향으로 가스의 유속, 온도 및 성분을 검출하여 각 위치별 가스의 열량 및 이용률을 알게 되면, 원하는 지점에서 통기성이나 처리물의 입도 또는 처리물의 성상 등의 변경을 할 수 있어 조업 효율을 높일 수 있다. 특히, 고로 조업의 경우, 조업 안정하 미점탄 증사용 기술에 있어, 미점탄 증사용시 융착대 위치 파악이 용이하고, 최적 고로 조업 조건을 도출할 수 있다.Therefore, when the gas flow rate, temperature, and component of the gas are detected in the radial direction of the blast furnace at the time of operation using the treated water container using the gas detection device according to the embodiment of the present invention, It is possible to change the air permeability at the point, the particle size of the treated water, the properties of the treated water, and the like, thereby improving the operating efficiency. Particularly, in the case of blast furnace operation, it is easy to locate the fuselage zone when using tritium firing, and it is possible to derive the optimum blast furnace operating condition in the technique of using stable tritium with stable operation.
본 발명의 상기 실시 예는 본 발명의 설명을 위한 것이고, 본 발명의 제한을 위한 것이 아니다. 또한, 본 발명의 상기 실시 예에 제시된 구성과 방식은 서로 결합하거나 교차 적용되어 다양한 형태로 변형될 것이고, 이 변형 예들도 본 발명의 범주로 볼 수 있음을 주지해야 한다. 즉, 본 발명은 청구범위 및 이와 균등한 기술 사상의 범위 내에서 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 해당하는 기술 분야의 업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.The above-described embodiments of the present invention are for the explanation of the present invention and are not intended to limit the present invention. In addition, it should be noted that the configurations and the methods disclosed in the above embodiments of the present invention may be combined or crossed with each other and modified into various forms, and these modifications may be considered as the scope of the present invention. That is, the present invention may be embodied in various forms without departing from the scope of the appended claims and equivalents thereto, and it is to be understood and appreciated by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit of the invention You will understand.
10: 처리물 용기 11: 본체
200: 가스 검출 장치 210: 통체
220: 검출관 230: 제1검출기
240: 제2검출기 250: 퍼지 가스 공급기
260: 작동 제어기 270: 산출부10: Processed water container 11: Body
200: gas detection device 210:
220: detection tube 230: first detector
240: second detector 250: purge gas feeder
260: Operation controller 270:
Claims (12)
상기 통체를 관통하여 장착되고, 처리물 용기의 반경방향으로 서로 이격되며 적어도 일부가 노출되는 복수의 검출관;
각각의 검출관 내부에 설치되어 각각의 검출관을 흐르는 가스의 온도를 검출 가능한 온도 측정기; 및
각각의 검출관 내부에 연통하고, 각각의 검출관을 흐르는 가스의 동압 및 정압을 검출 가능하도록 동압계 및 정압계를 구비하는 압력 측정기;
각각의 검출관을 흐르는 가스의 동압 및 정압을 이용하여 각각의 유속값을 산출하고, 각각의 검출관을 흐르는 가스의 온도, 해당 위치의 가스 유동 면적 및 상기 각각의 유속값을 이용하여 각각의 검출관을 흐르는 가스의 열량을 산출 가능한 산출부;
산출된 위치별 가스 열량과 기준 열량을 대비하고, 그 결과에 따라 처리물의 위치별 장입 조건을 결정하는 판단부;를 포함하는 가스 검출 장치.A cylinder to be inserted through the treated water container;
A plurality of detection tubes mounted through the cylinder and spaced apart from each other in a radial direction of the processing container and exposed at least partially;
A temperature measuring unit installed in each of the detecting tubes and capable of detecting the temperature of the gas flowing through each of the detecting tubes; And
A pressure gauge communicating with each of the detection tubes and having a dynamic pressure system and a static pressure system for detecting the dynamic pressure and the static pressure of the gas flowing through each detection tube;
The respective flow velocity values are calculated using the dynamic pressure and the static pressure of the gas flowing through the respective detection tubes, and the respective flow velocities are calculated using the temperature of the gas flowing through each detection tube, the gas flow area at the corresponding position, A calculator capable of calculating a calorific value of the gas flowing through the pipe;
And a determination unit that compares the calculated calorific value of each gas with the reference calorie and determines a charging condition for each position of the treated material according to the result.
각각의 검출관 내부에 연통하고, 각각의 검출관을 흐르는 가스의 성분을 검출 가능한 성분 분석기;를 포함하는 가스 검출 장치.The method according to claim 1,
And a component analyzer communicating with each detection tube and capable of detecting a component of a gas flowing through each detection tube.
각각의 검출관에 퍼지 가스를 공급 가능하게 설치되는 퍼지 가스 공급기;를 포함하는 가스 검출 장치.The method according to claim 1,
And a purge gas supply device provided so as to be capable of supplying a purge gas to each of the detection tubes.
상기 퍼지 가스 공급기가 상기 온도 측정기 및 압력 측정기와 번갈아 작동하도록 제어하는 작동 제어기;를 포함하는 가스 검출 장치.The method of claim 3,
And an operation controller for controlling the purge gas supplier to operate alternately with the temperature meter and the pressure gauge.
상기 산출부는 각각의 검출관을 흐르는 가스의 성분을 이용하여 가스의 이용률을 산출 가능한 가스 검출 장치.The method of claim 2,
Wherein the calculating unit calculates the utilization factor of the gas by using the component of the gas flowing through each detection tube.
상기 용기 내에 가스 검출기를 삽입하는 과정;
상기 용기의 반경방향으로 복수의 위치에서 가스의 온도를 검출하는 과정;
상기 용기의 반경방향으로 복수의 위치에서 가스의 동압 및 정압을 검출하는 과정;
검출된 가스의 온도, 동압, 정압 및 해당 위치의 가스 유동 면적을 이용하여 가스의 열량을 산출하는 과정;
산출된 가스의 열량과 기준 열량을 대비하고, 그 결과에 따라 처리물의 위치별 장입 조건을 결정하는 과정;을 포함하는 조업 방법.A process of preparing a treated material in a container;
Inserting a gas detector into the vessel;
Detecting a temperature of the gas at a plurality of positions in a radial direction of the container;
Detecting a dynamic pressure and a static pressure of the gas at a plurality of positions in a radial direction of the container;
Calculating the calorific value of the gas by using the temperature of the detected gas, the dynamic pressure, the static pressure, and the gas flow area at the corresponding position;
Comparing the calorific value of the calculated gas with the reference calorie, and determining a charging condition for each location of the treated product according to the result.
상기 용기의 반경방향으로 복수의 위치에서 가스의 성분을 검출하는 과정;
검출된 가스의 성분을 이용하여, 가스의 이용률을 산출하는 과정;
산출된 가스의 이용률을 이용하여, 처리물의 위치별 장입 조건을 결정하는 과정;을 더 포함하는 조업 방법.The method of claim 6,
Detecting a component of the gas at a plurality of positions in a radial direction of the container;
Calculating a utilization rate of the gas using the component of the detected gas;
And determining a charging condition for each position of the treated material by using the utilization ratio of the calculated gas.
상기 처리물의 위치별 장입 조건을 결정하는 과정은,
산출된 가스의 열량과 기준 열량을 대비하여, 대비 결과에 따라 해당 위치로 장입되는 처리물의 입도 조건을 결정하는 과정;
산출된 가스의 이용률과 기준 이용률을 대비하여, 대비 결과에 따라 해당 위치로 장입되는 처리물의 입도 조건 및 성분함량 조건을 결정하는 과정;을 포함하는 조업 방법.The method of claim 7,
The process of determining a charging condition for each position of the object to be processed includes:
Determining the particle size condition of the processed material to be charged to the corresponding position according to the result of the comparison with the calorific value of the calculated gas and the reference calorie;
And determining a granular condition and an ingredient content condition of the processed material to be charged to the corresponding position in accordance with the comparison result, in comparison with the utilization rate of the calculated gas and the reference utilization factor.
상기 가스의 온도를 검출하는 과정의 전 또는 후에 퍼지 가스를 공급하거나, 상기 가스의 가스의 압력 및 성분 중 적어도 하나를 검출하는 과정의 전 또는 후에 퍼지 가스를 공급하는 과정;을 포함하는 조업 방법.The method of claim 7,
Supplying the purge gas before or after the process of detecting the temperature of the gas or supplying purge gas before or after the process of detecting at least one of the pressure and the component of the gas of the gas.
상기 가스의 온도를 검출하는 과정 및 상기 가스의 동압, 정압 및 성분 중 적어도 하나를 검출하는 과정을 동시에 수행하는 조업 방법.The method of claim 7,
A process of detecting the temperature of the gas, and a process of detecting at least one of the dynamic pressure, the static pressure and the component of the gas.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160176741A KR101891196B1 (en) | 2016-12-22 | 2016-12-22 | Gas detector And Operating method using the same |
CN201780080309.8A CN110100015A (en) | 2016-12-22 | 2017-12-19 | Gas processing device and the operating method for using the gas processing device |
PCT/KR2017/015032 WO2018117605A1 (en) | 2016-12-22 | 2017-12-19 | Gas treatment apparatus and operation method using same |
EP17882815.8A EP3561082A4 (en) | 2016-12-22 | 2017-12-19 | Gas treatment apparatus and operation method using same |
JP2019534177A JP2020503449A (en) | 2016-12-22 | 2017-12-19 | Gas processing apparatus and operation method using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160176741A KR101891196B1 (en) | 2016-12-22 | 2016-12-22 | Gas detector And Operating method using the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20180073176A KR20180073176A (en) | 2018-07-02 |
KR101891196B1 true KR101891196B1 (en) | 2018-09-28 |
Family
ID=62914456
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020160176741A KR101891196B1 (en) | 2016-12-22 | 2016-12-22 | Gas detector And Operating method using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101891196B1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104212924A (en) * | 2014-09-03 | 2014-12-17 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | Detection method for blast furnace airflow distribution |
-
2016
- 2016-12-22 KR KR1020160176741A patent/KR101891196B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104212924A (en) * | 2014-09-03 | 2014-12-17 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | Detection method for blast furnace airflow distribution |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20180073176A (en) | 2018-07-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6503055B2 (en) | Method of detecting distribution of blast furnace gas flow | |
JP2020503449A (en) | Gas processing apparatus and operation method using the same | |
JP2016057149A (en) | High-temperature property evaluation test device for ore | |
CN112322813B (en) | Blast furnace tuyere raceway test simulation method | |
KR101299373B1 (en) | Method of setting temperature of continuous heating furnace and method of controlling furnace temperature | |
EP1491641A1 (en) | Method for operating a blast furnace | |
KR101891196B1 (en) | Gas detector And Operating method using the same | |
EA016211B1 (en) | Method and strand sintering equipment for continuous sintering and pre-reduction of pelletized mineral material | |
KR101630279B1 (en) | Method for loading raw material into blast furnace | |
US4158562A (en) | Blast furnace testing and control methods | |
US8192521B2 (en) | Method of suppressing slag foaming in continuous melting furnace | |
KR101707375B1 (en) | Predicting method of cokes size in cohesive zone of blast furnace | |
KR101697672B1 (en) | Apparatus for supplying burning gas and Method for controlling calorific value of burning gas | |
CN109556777B (en) | Device for testing influence of soft molten iron materials in same radial direction of blast furnace on gas phase resistance and using method | |
KR101294942B1 (en) | Distributor of a fine coal blowing equipment and control method in the same | |
Gaggioli et al. | Experience from commissioning tests on ENEA’s thermocline molten salt/pebbles pilot plant | |
JP3794211B2 (en) | Method for evaluating mud material at blast furnace outlet and opening method for outlet | |
CN114689650B (en) | Device and method for testing and evaluating natural lump ore hot cracks under simulated blast furnace conditions | |
TWI481722B (en) | Method for determining permeability of lower part of a blast furnace and system using the same | |
WO2022168557A1 (en) | Detection method and detection device for liquid level height of liquid, detection method and detection device for liquid level height of molten material, and operation method for vertical furnace | |
KR20180121098A (en) | Apparatus for spray thermogravimetric analyzer | |
JP2006342382A (en) | Method for evaluating gas permeability of lower part in blast furnace, and blast furnace operating method | |
Hazra et al. | Application of data reconciliation and gross error detection techniques to enhance reliability and consistency of the blast furnace process data | |
KR100368287B1 (en) | apparatus for additionally charging fine bearing materials in non-coking coal and fine ore based ironmaking process | |
JPH11269513A (en) | Charging of charging material into center part of blast furnace |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) |